• 디지털융복합연구
• /
• 제14권7호
• /
• pp.193-200
• /
• 2016

최근 들어 가정 내 태양광과 에너지저장시스템을 도입하여 에너지 자립도를 높이고자 하는 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다. 낮에 생산된 전기를 에너지 저장 시스템에 충전해 두고 전기요금이 높을 때 사용함으로써 효율적인 에너지 관리를 수행할 수 있다. 국내에서는 아직까지 가정용 실시간 요금제가 이루어지고 있지 않지만 누진제 상의 일정 목표까지 전기 사용량을 낮출 수 있다. 가정 내 태양광을 도입하기 위해서는 전력 변환장치인 PCS를 필요로 한다. PCS는 직류로 생산된 전력을 교류로 변환하여 사용하고 에너지 저장 시스템의 충방전을 수행하도록 한다. 에너지 자립형 스마트 홈 시스템은 태양광, 에너지저장시스템에 대한 일반인들의 관심이 높아지면서 해외를 중심으로 시장이 형성되는 단계이다. 본 논문의 결과물은 실환경에 설치되어 검증을 수행하였으며 실시간 요금제를 가정하여 에너지 절감 효과를 분석하였다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.299-308
• /
• 2022

최근 에너지전환정책은 소규모 태양광발전기 수량을 증가시키고 있다. 계통운영자는 이러한 소규모 태양광 발전량을 정확하게 예측하기가 어렵고 급전계획을 방해할 수도 있으며, 결과적으로 비용상승이 초래될 것이다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 소규모 태양광발전소에서 생산되는 발전량, 전압제어에 대하여 불확실성을 줄이고 예비전력을 공급하는 소규모 태양광발전소의 집합체로서 가상발전소가 떠오르고 있다. 본 연구에서는 가상발전소 클라우드 요금산정을 위하여 순현재가치법과 수익성지수법을 사용하며, 두 종류의 비용평가법 계산결과가 상세하게 설명된다. 계산결과로부터 수익성지수가 1.22로 산정되어 수익성을 확보한 것으로 나타났으며, 순현재가치가 수익성을 충분히 만족시키기 때문에 중개사업자 관점에서 매력적이다.

• 디지털융복합연구
• /
• 제14권1호
• /
• pp.407-412
• /
• 2016

본 연구에서 제안하는 디자인은 아동의 자유로운 공상과 체험적 습득에 대한 고민을 가지고 있으며, 외형적으로는 태양광에너지를 활용하고 인간친화적인 소프트웨어를 포함하는 융복합적이며, 환경친화적인 놀이기구를 주제로 한 공공디자인에 관한 것이다. 모듈화된 태양광발전장치는 몇 가지 단점에도 불구하고 범용성을 갖추어 태양과 생명의 관계라는 콘셉트를 구현하기 적절하였다. 놀이는 아동에게는 그 자체로 하나의 세계이다. 그러므로 사실적 형태보다는 공상을 자극할만한 유연한 어떤 것이어야 했고, 태양광이 단순히 전력공급원으로 사용되는 것을 넘어 기구를 매개로 태양과 아동이 함께 호흡하는 것을 상상해 보았다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권10호
• /
• pp.493-502
• /
• 2019

최근, 기후변화 및 에너지고갈 등의 문제를 대응하기 위하여, 정부에서 추진하는 재생에너지 3020 정책을 기반으로 태양광전원을 포함한 신재생에너지의 설치가 큰 폭으로 증가되고 있다. 하지만, 설치된 태양광모듈은 주변 환경요인에 따라 다양한 열화현상이 발생하여, 전기적 성능과 수명이 크게 감소될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 태양광모듈 판매사업자가 제시한 기대 수명 이전에 새로운 모듈로 교체되는 경우가 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 태양광모듈의 성능저하율을 고려하여, 폐기 또는 새로운 모듈로 교체하는 시기를 평가할 수 있는 폐기진단 알고리즘을 제안한다. 또한, 비용요소와 편익요소로 구성된 경제성평가 모델링을 제시하고, 제안한 알고리즘을 바탕으로 태양광모듈의 성능저하율에 따른 경제성을 평가한 결과, 교체하기 전의 태양광모듈의 성능저하율은 3[%]이고, 교체한 경우의 성능저하율은 1[%]인 경우, 설치 후 10년째에 태양광모듈을 교체하는 것이 가장 큰 값(1.347)의 B/C ratio을 가지므로 최적의 경제적인 교체연도임을 알 수 있다. 따라서, 폐기 또는 교체 판별 여부와 어느 시기에 교체하는 것이 가장 경제적인가를 판단할 수 있어, 본 논문에서 제시한 알고리즘의 유용성을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제39권3호
• /
• pp.59-66
• /
• 2019

New and renewable energy forecasts are key technology to reduce the annual operating cost of new and renewable facilities, and accuracy of forecasts is paramount. In this study, we intend to build a model for the prediction of short-term solar power generation for 1 hour to 3 hours. To this end, this study applied two time series technique, ARIMA model without considering seasonality and SARIMA model with considering seasonality, comparing which technique has better predictive accuracy. Comparing predicted errors by MAE measures of solar power generation for 1 hour to 3 hours at four locations, the solar power forecast model using ARIMA was better in terms of predictive accuracy than the solar power forecast model using SARIMA. On the other hand, a comparison of predicted error by RMSE measures resulted in a solar power forecast model using SARIMA being better in terms of predictive accuracy than a solar power forecast model using ARIMA.

• 사물인터넷융복합논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.55-61
• /
• 2022

지구 온난화의 주범인 온실가스 감축을 위해 UN은 1992년 기후변화협약을 체결하였다. 우리나라도 온실가스 감축을 위해 재생에너지 보급 확대 정책을 펼치고 있다. 태양에너지를 이용한 재생에너지 개발의 확대는 풍력과 태양광 발전의 확대로 이어졌다. 기상 상황에 영향을 많이 받는 재생에너지 개발의 확대는 전력계통의 수요공급관리에 어려움이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전력중개시장을 도입하게 되었다. 따라서 전력중개시장 참여를 위해서는 발전량 예측이 필요하다. 본 논문에서는 자체 개발한 예측 시스템을 활용하여 연축태양광발전소에 대하여 분석하였다. 현장 일사량(모델 1)과 기상청 일사량(모델 2)을 적용한 결과 모델 2가 3% 정도 높은 것을 확인하였다. 또한, DNN과 RNN 모델을 비교 분석한 결과 DNN 모델이 예측 정확도가 1.72% 정도 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.153-169
• /
• 2017

본 연구에서는 솔라시티를 지향하고 있는 대구광역시를 대상으로 GIS 프로그램을 이용한 태양광 적지분석을 통해 적지유형을 분류하고, 구군별 적지현황을 알아보고자 하였다. 또한 이 결과를 바탕으로 실제 대상지를 선정하여 솔라에너지를 중심으로 한 친환경 주거단지를 계획하였다. 이를 위해서 기존 사례연구 고찰을 통해 태양광시설 설치 조건 및 기준을 확립하여, 적지 지표를 선정하였고, 선정한 지표를 입지조건, 배제조건, 등급조건으로 구분하였다. 분석 결과 대구광역시 태양광 적지면적은 총 $153.95km^2$로 대구광역시 면적 대비 17.6%를 차지하고 있었으며, 달성군에서 가장 크게 나타났다. 적지 지도를 바탕으로 대구광역시 동구 신서동에 위치한 단독주택단지를 대상지로 선정하여 솔라에너지를 중심으로 한 단지계획을 제시하였다. 본 연구는 대구광역시 태양광 적지분석에 있어 다양한 지표를 고려하고, 분석함으로써 향후 대구광역시 태양광 사업 및 정책에 기초자료로 활용될 수 있을 것이며, 계획한 친환경 주거단지는 솔라시티 대구광역시의 이미지를 명확하게 홍보하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제52권4호
• /
• pp.27-34
• /
• 2010

본 연구는 농촌마을을 환경친화적으로 계획하는데 활용할 수 있는 신재생에너지 중에서 태양에너지를 고려한 농촌그린빌리지 디자인에 대한 경제성분석을 목적으로 한다. 이 논문에서는 경제적 측면에서 에너지 수지를 고려하여 세 가지 형태의 연구대상 농촌마을에 대한 분석을 실시하였다. 연구대상 농촌마을들에서 실제로 사용했던 전체 에너지를 태양광 발전으로 대체하기 위한 태양광 발전시스템인 3 kWp의 단위 모듈 (PV 시스템)의 개수들을 마을별로 추정하였다. 경제성 분석에서는 두 개 마을의 순현재가치 (NPV)가 평가기간 25년내에 마이너스 값을 보였으며, 나머지 하나의 마을에서 경제성이 있는 것으로 분석되었다. 정부에서 시설설치 보조금을 60 % 지원해 줄 경우에는 모든 마을에서 25년 내에 경제성이 있는 것으로 평가되었다. 경제성 평가 관련인자들에 대한 민감도 분석을 BC (Benefit/Cost) 비율 변화에 대하여 실시한 결과, 설치비용, 전력판매단가, 할인율, 단가 증가율순으로 높은 변화율을 보였다. 본 연구의 결과는 태양에너지가 에너지 재활용이 가능한 농촌마을을 계획함에 있어서 정부의 적절한 지원정책과 에너지 잠재력이 높은 농촌마을을 선별한다면 매우 효과적인 결과를 얻을 수 있다는 것을 보여준 것으로 판단되었다.

• 청정기술
• /
• 제20권4호
• /
• pp.449-456
• /
• 2014

기후변화로 인한 국지적인 이상가뭄 빈발 및 물수지 관련 불확실성 증가 등으로 각국에서는 사용가능한 담수량 확보, 즉 물안보 문제가 크게 대두되고 있다. 사용가능한 담수량 중 상당부분이 전력을 생산하는 발전 분야에도 사용되기 때문에 그 중요성이 점차 증대하고 있다. 신재생에너지원인 태양광발전은 설비제조, 설치 및 운전의 전 과정(life cycle)에서 수자원을 소비하지만 전통적인 에너지원인 화력발전이나 원자력발전에 비하면 상대적으로 수자원을 적게 사용한다는 장점이 있다. 본 연구에서는 태양광시스템의 원료채취부터 운영발전까지 물 사용량을 알아보기 위해 전 과정의 물 발자국을 측정하여 그 결과를 분석했다. 물 발자국 산정결과 태양광시스템의 전체 물 발자국은 $0.989m^3/MWh$이며, 폴리실리콘과 태양전지 공정에서 물 발자국이 높게 나타났다. 폴리실리콘 공정은 에너지 다소비 공정이기 때문에 냉각수 사용량이 많았고 태양전지 공정에서는 고효율 결정질 실리콘 세척을 위한 탈 이온수(deionized water) 사용량이 많았기 때문에 물 발자국이 높은 것으로 보인다. 태양광발전은 기존 에너지원보다 물 사용량이 적은 발전원임을 확인할 수 있었으며, 에너지 분야의 물 사용량을 절감할 수 있는 가치를 가지고 있음을 알 수 있다. 향후 에너지정책 결정에 있어서 신재생에너지의 부가적인 가치로서 물 발자국 개념의 도입이 중요하다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권8호
• /
• pp.9-17
• /
• 2020

전세계적으로 화석연료의 고갈위험과 환경오염에 대한 에너지의 부족 문제를 해결하기 위하여, 신재생에너지에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 우리나라에서도 2030년까지 신재생에너지의 비중을 전체 발전량의 20[%]인 63.8[GW]까지 확대하기 위하여 정책 및 제도가 추진되고 있다. 하지만, 태양의 위치 변화에 따라 주변 고층 건물 및 나무 등에 의하여 태양광 어레이에 음영이 발생하면, 해당 어레이의 출력 손실을 초래할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 음영으로 인한 출력 손실을 개선하기 위하여, 음영이 발생하지 않은 영역의 태양광모듈을 와이어와 스위치에 의해 전기적으로 회로 구성을 변경하는 태양광 어레이의 출력향상 알고리즘을 제안한다. 또한, 전력전자 회로해석 상용 프로그램인 PSIM S/W를 이용하여, 태양광 어레이, 와이어 및 절체스위치, 계통연계형 인버터로 구성된 태양광전원의 모델링을 제시한다. 이를 바탕으로 태양광전원의 운용 특성을 분석한 결과, 음영이 50%가 발생하면 기존에 방식에서는 출력이 발생하지 않지만 제안한 방식에서는 음영이 발생한 어레이와 발생하지 않은 어레이를 분리시켜, 전압을 246[V]로 회복시키고 지속적으로 출력을 유지할 수 있어, 태양광전원의 운용효율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.